Los garabatos de Davinci que explicaban la fuerza de fricción

Un estudio revela que los garabatos “irrelevantes” de Leonardo da Vinci son el  primer registro de las leyes de la fricción

Traducido de Cambridge University disponible online en inglés en

https://www.cam.ac.uk/research/news/study-reveals-leonardo-da-vincis-irrelevant-scribbles-mark-the-spot-where-he-first-recorded-the-laws

 

Un nuevo estudio detallado de notas y bocetos de Leonardo da Vinci ha identificado una página de garabatos en un pequeño cuaderno como el lugar donde Leonardo registró por primera vez las leyes de la fricción. La investigación también muestra que pasó a aplicar este conocimiento repetidamente a problemas mecánicos durante más de 20 años.

Las notas garabateadas y los bocetos en una página en un cuaderno de Leonardo da Vinci, anteriormente descartado como irrelevante por un historiador del arte, han sido identificados como el lugar donde primero registró su comprensión de las leyes de la fricción.

La investigación del profesor Ian Hutchings, profesor de Ingeniería de Manufactura en la Universidad de Cambridge y miembro del St John’s College, es el primer estudio cronológico detallado del trabajo de Leonardo sobre fricción, y también ha mostrado cómo continuó aplicando sus conocimientos sobre el tema. para un trabajo más amplio en máquinas en las próximas dos décadas.

 

Es ampliamente conocido que Leonardo realizó el primer estudio sistemático de la fricción, que apuntala la ciencia moderna de la “tribología”, pero hasta el momento y hasta qué punto desarrolló estas ideas ha sido incierto.

El profesor Hutchings ha descubierto que la primera declaración de las leyes de la fricción de Leonardo se encuentra en un pequeño cuaderno que mide solo 92 mm x 63 mm. El libro, que data de 1493 y ahora se encuentra en el Victoria and Albert Museum de Londres, contiene una declaración garabateada rápidamente en la característica “escritura espejo” de Leonardo de derecha a izquierda.

Irónicamente, la página ya había despertado interés porque también contiene un boceto de una mujer mayor con lápiz negro y una línea debajo de la leyenda “cosa bella mortal passa e non dura”, que puede traducirse como “la belleza mortal pasa y no dura”. En medio del debate sobre el significado de la cita y la especulación de que el bosquejo podría representar a una anciana Helena de Troya, el Director de V & A en la década de 1920 se refirió a las anotaciones a continuación como “notas y diagramas irrelevantes en tiza roja”.

Sin embargo, el estudio del profesor Hutchings ha revelado que el guión y los diagramas en rojo son de gran interés para la historia de la tribología, lo que marca un momento crucial en el trabajo de Leonardo sobre el tema.

Las figuras geométricas en bruto debajo de las notas rojas de Leonardo muestran filas de bloques tirados por un peso que cuelga sobre una polea, en exactamente el mismo tipo de experimento que los estudiantes podrían hacer hoy para demostrar las leyes de la fricción.

El profesor Hutchings dijo: “Los bocetos y el texto muestran que Leonardo entendió los fundamentos de la fricción en 1493. Sabía que la fuerza de fricción que actúa entre dos superficies deslizantes es proporcional a la carga presionando las superficies juntas y que la fricción es independiente del área aparente de fricción. contacto entre las dos superficies. Estas son las “leyes de la fricción” que hoy en día solemos atribuir a un científico francés, Guillaume Amontons, que trabaja doscientos años más tarde “.

“El estudio de 20 años de Leonardo sobre la fricción, que incorporó su comprensión empírica en los modelos de varios sistemas mecánicos, confirma su posición como un extraordinario e inspirador pionero de la tribología”.

La investigación del profesor Hutchings traza un camino claro de desarrollo en los estudios de fricción de Leonardo y demuestra que se dio cuenta de que la fricción, aunque a veces útil e incluso esencial, también jugó un papel clave en la limitación de la eficiencia de las máquinas.

Los bocetos de los elementos y mecanismos de la máquina son omnipresentes en los cuadernos de Leonardo y utilizó su comprensión extraordinariamente sofisticada de la fricción para analizar el comportamiento de ruedas y ejes, roscas y poleas, todos componentes importantes de las complicadas máquinas que dibujó.

Quería comprender las reglas que gobernaban la operación de estas máquinas y sabía que la fricción era importante para limitar su eficiencia y precisión, comprendiendo, por ejemplo, que la resistencia a la rotación de una rueda surgía de la fricción en el cojinete del eje y calculaba su efecto .

“Los bocetos y notas de Leonardo se basaron indudablemente en experimentos, probablemente con contactos lubricados”, agregó Hutchings. “Apreciaba que la fricción dependiera de la naturaleza de las superficies y del estado de lubricación, y su uso y comprensión de las relaciones entre la fuerza de fricción y el peso era mucho más matizado de lo que muchos habían sugerido”.

Aunque sin duda descubrió las leyes de la fricción, el trabajo de Leonardo no tuvo ninguna influencia en el desarrollo del tema durante los siglos siguientes y ciertamente fue desconocido para Amontons.

“Estudios de fricción de Leonardo da Vinci” por el profesor Ian Hutchings se publica en la revista Wear. El documento se puede acceder en su totalidad a través de: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043164816300588

o http://www.ifm.eng.cam.ac.uk/uploads/Hutchings_Leonardo_Friction_2016_v2.pdf

Un artículo general sobre tribología que discute su importancia en la ingeniería moderna se puede encontrar en:

http://www.ingenia.org.uk/Content/ingenia/issues/issue66/hutchings.pdf

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